Beiträge zur Prozessanalyse in der Mikrozerspanung

Fehlende Messtechniken behinderten bisher die Forschung im Bereich der Mikrozerspanung. In der vorliegenden Dissertation wird mit starkem Praxisbezug durch die Entwicklung neuer Inprozess-Messtechniken (Stromdurchgangssensor, Kraftmessvorrichtung) diese Lücke geschlossen. Die so möglich gewordene Prozessanalyse führt zu vielen neuen Erkenntnissen für die Mikrozerspanung, insbesondere für das Mikrofräsen. Ein neuer Stromdurchgangssensor liefert rückwirkungsfrei über einen während des Prozesses kontinuierlich eingespeisten Strom direkt den prozessabhängigen elektrischen Übergangswiderstand zwischen Werkzeug und Werkstück. Daraus lassen sich zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten wie z.B. die Inprozess-Detektierung von Werkzeugverschleiß oder die automatische Bestimmung der Werkstücklage im Arbeitsraum ableiten. Mit der neuen Kraftmessvorrichtung auf Basis von piezoelektrischen Sensoren sind nun genauste Kraftmessungen auch bei Drehzahlen von bis zu n=160.000min -1 bzw. Anregungsfrequenzen von bis zu f=5,33kHz möglich. Zusätzlich wird ein neues Mikro-Drehmomentmesssystem realisierungsfähig vorgestellt. Neben der eigentlichen Prozessanalyse wird das Zusammenwirken von Schnellfrequenzspindel, Werkzeugaufnahme und Werkzeug im Leerlauf aus thermischer und dynamischer Sicht untersucht und die Bestimmung der Werkstücklage im Arbeitsraum mittels des "Autotangierens" unter Einsatz des Stromdurchgangssensor automatisiert.